Strålebeskyttelse helsefysik

Relaterede dokumenter
December Appendiks 2 Retningslinjer om anvendelse af ioniserende stråling i sundhedsvidenskabelige forsøg

Grundlæggende om radioaktivitet, dosis og lovgivning. Thomas Levin Klausen Rigshospitalet 27 oktober 2005 og Oprindeligt: Søren Holm

Sundhedsrisiko ved radon

Strålingsbeskyttelse ved accelerationsanlæg

Dosis og dosisberegninger

Strålehygiejne, dosimetri, Beredskabsplan og dekontaminering

Medicinsk fysik. Side 1 af 11 sider

Christian Søndergaard, Hospitalsfysiker

Appendiks B. Relevante institutioner i forbindelse med Strålebeskyttelse

Personalebeskyttelse. A-kursus i Diagnostisk radiologi, 2013 Teknik og strålebeskyttelse. Stråleudsættelse af personale. Personalebeskyttelse SIS

Dosis til øjets linse

Strålings indvirkning på levende organismers levevilkår

Brush-up Strålehygiejne Radiokemi og cyklotron 23/11/2015

Det nye europæiske strålebeskyttelsesdirektiv. Hanne N. Waltenburg

A KURSUS 2014 Diagnostisk Radiologi : Fysik og Radiobiologi GRUNDLÆGGENDE DOSIMETRI

Sammenligning af risikoen ved stråling og cigaretrygning

Overordnede principper for sikkerhed og miljø

Afskærmning af røntgenanlæg

Dosisovervågning af stråleudsatte arbejdstagere Resultater for 2010

Statens Institut for Strålehygiejne Knapholm Herlev

Oversigt over muligt indhold for. Fælles moduler 1-8

Stråling. Strålebiologi og strålehygiejne. Stråling. Stråling. Stråling. Ioniserende stråling

CT doser og risiko for kræft ved gentagende CT undersøgelser

Røntgenkilder lovgivning mv.

Dosisovervågning af stråleudsatte arbejdstagere Resultater for 2007

Betingelser for Drift (BfD) for ASTRID2 accelerator- og lagerringsfacilitieter ved ISA, Centre for Storage Ring Facilities, Aarhus Aarhus Universitet

Partikler med fart på Ny Prisma Fysik og kemi 9 Skole: Navn: Klasse:

Dosisovervågning af stråleudsatte arbejdstagere - Resultater for 2001

Radon den snigende dræber. Bjerringbro 28. nov. 2018

Dosisovervågning af stråleudsatte arbejdstagere Resultater for 2012

A KURSUS 2014 ATTENUATION AF RØNTGENSTRÅLING. Diagnostisk Radiologi : Fysik og Radiobiologi

Strålingsintensitet I = Hvor I = intensiteten PS = effekten hvormed strålingen rammer en given flade S AS = arealet af fladen

Bekendtgørelse om dosisgrænser for ioniserende stråling

Oversigt over muligt indhold til de enkelte moduler for fælles moduler 1-8

Det nye europæiske strålebeskyttelsesdirektiv

Oversigt over muligt indhold for. Onkologisk stråleterapi (modul 9-18)

Artikel 4 Definitioner [Sorteret efter det danske alfabet] [Det viste nummer angiver nummeret af definitionen i den originale engelske tekst]

Christian Søndergaard, Hospitalsfysiker

Hospitalsfysik Generelt

strålingsguiden Ioniserende stråling

A-kursus i Diagnostisk radiologi, 2011 Teknik og strålebeskyttelse

A-kursus i Diagnostisk radiologi, 2012 Teknik og strålebeskyttelse

Bekendtgørelse om ændring af bekendtgørelse om dosisgrænser for ioniserende stråling

Medicinsk Fysik. Fysiklærerdag på Aarhus Universitet 23. Januar 2004

Orientering om kosmisk stråling Juni 2012

Diagnostisk Radiologi opdateret den 15. juni 2011 /KS Oversigt over muligt indhold til de enkelte moduler for diagnostisk radiologi

Risø-R-677(3. udg.)(da) Kursus i helsefysik. Per Hedemann Jensen, Bente Lauridsen Jens Søgaard-Hansen, Lisbeth Warming

Oversigt over muligt indhold til de enkelte moduler for onkologisk stråleterapi (modul 9-18)

side 1. Dosis. May-Lin Martinsen. UDDANNELSER I UDVIKLING

Rækkevidde, halveringstykkelse og afstandskvadratloven

Disposition. Hvorfor udføre qa CT. Førsteopstilling

Vejledning om håndholdte røntgenanalyseanlæg. Vejledning om håndholdte røntgenanalyseanlæg, Vejledning om håndholdte røntgenanalyseanlæg, 2009

Bekendtgørelse om elektronacceleratorer til patientbehandling med energier fra 1 MeV til og med 50 MeV

Vejledning om reaktioner hos patienter efter langvarig røntgengennemlysning

Oversigt over muligt indhold for. Fælles moduler 1-8

Statens Institut for Strålehygiejne Knapholm Herlev

Partikelacceleratorer Eksperimentalfysikernes Ultimative Sandkasse

HVAD ER RADIOAKTIV STRÅLING

fysik fysik HELSE PER HEDEMANN JENSEN THOMMY INGEMANN LARSEN BENTE LAURIDSEN JENS SØGAARD-HANSEN ERIK THORN LISBETH WARMING

3/19/2014. Kilder til bestråling af et folk. Baggrundsstråling, Stråledoser - naturlig og menneskeskabt stråling. Kosmisk stråling

A-kursus i Diagnostisk radiologi, 2011 Teknik og strålebeskyttelse

Acceleratorer i industrien

Høring over udkast til forslag til lov om ioniserende stråling og strålebeskyttelse (strålebeskyttelsesloven)

Grundlæggende helsefysiske begreber og principper

Christian Søndergaard, Hospitalsfysiker

Appendiks A. Publikationsliste. Håndtering af radioaktivt affald

Hjernetumordagen, 23. april 2013

Referencedoser for røntgenundersøgelse af columna lumbalis KIROPRAKTOR

Oversigt over muligt indhold til de enkelte moduler for onkologisk stråleterapi

Modul 9S. Stråleterapeutisk retning

Hvordan ioniserende stråling påvirker menneskers sundhed

Partikelterapi. Fysiklærerdag 2008, IFA, Århus. Niels Bassler Aarhus Universitetshospital og Deutsches Krebsforschungszentrum, Heidelberg

Oversigt over muligt indhold til de enkelte moduler for Nuklear medicin

- AF CAROLINE-MARIE VANDT MADSEN OG KATRINE HULGARD, BIOLOGIFORMIDLING

Strålings vekselvirkning med stof

Bekendtgørelse om dosisgrænser for ioniserende stråling 1)

STRÅLEBESKYTTELSE. Veterinær brug af transportabelt røntgenapparatur

A KURSUS 2014 Diagnostisk Radiologi : Fysik og Radiobiologi DANNELSE AF RØNTGENSTRÅLING

Partikelterapi. Niels Bassler

Krav og forpligtigelser fra IAEA og EU er beskrevet nærmere nedenfor. Fra ICRP og OECD foreligger der ingen forpligtigelser.

Strålings vekselvirkning med stof

Radon kilder og måling. Torben Valdbjørn Rasmussen Ida Wraber

Anvendelsen af radioaktive lægemidler ved nuklearmedicinske undersøgelser og behandlinger i Danmark i 2009

Absorption af Gammastråler i Vand og α strålers flyve længde i tågekamre

Grundlæggende helsefysiske begreber og principper

Slutdepot for radioaktivt affald i Danmark, juni 2005

[Det talte ord gælder]

Oversigt over muligt indhold for Diagnostisk radiologi (modul 9-16)

A-kursus i Diagnostisk radiologi, 2012 Teknik og strålebeskyttelse

Europaudvalget 2011 KOM (2011) 0593 Bilag 1 Offentligt

Bekendtgørelse om eksterne arbejdstagere, der udsættes for ioniserende stråling i et EF-land 1)

Strålebehandling af kræft

En mindre del af kroppen kan også bestråles. Så vil dosis være højere, fordi massen af kropsdelen er mindre end hele kroppen.

Bekendtgørelse om opkrævning af gebyr for Sundhedsstyrelsens tilsyns-, rådgivnings- og bistandsopgaver

Ioniserende stråling fra radioaktive kilder regler for gymnasiet, HF, HTX og HHX

Udkast til bekendtgørelse om ioniserende stråling og strålebeskyttelse

Måling af niveau og densitet med radioaktiv stråling.

Bekendtgørelse om ioniserende stråling og strålebeskyttelse 1)

Modul 9S. Stråleterapeutisk retning

Bekendtgørelse om undtagelsesregler fra lov om brug m.v. af radioaktive stoffer 1)

Transkript:

Forelæsning (7. december 2015, 9 15-10 00 ) som del af kurset: Moderne acceleratorers fysik og anvendelse Strålebeskyttelse helsefysik Christian Skou Søndergaard Hospitalsfysiker Medicinsk Fysik Aarhus Universitetshosptial Med udgangspunkt i: Kapitel 16 [16.1-5,16.17-19], Radiation protection and safety in radiotherapy, fra Radiation oncology physics: a handbook for teachers and students, redigeret at E. B. Podgorsak (udgivet af IAEA 2005). 5/12-2013

Ioniserende stråling i hverdagen Ioniserende stråling har helsefysiske konsekvenser som kan være fatale fra umiddelbar død til kræft på lang sigt. Stråling fra omgivelserne Menneskeskabt stråling medicinske undersøgelser diagnostik terapi industriel anvendelse sterilisering gennemlysning forskning acceleratorer radioaktive materialer Ioniserende stråling er godt! men brugen skal godtgøres/reguleres strålebeskyttelse Radiobiologi Strålingen forårsager direkte eller indirekte skadesvirkning på DNA-molekylet Cellen indeholder mest vand (70%) H 2 O + energi H 2 O + + e - H 2 O + + H 2 O H 3 O + + HO Virkning afhænger af strålingstypen: Røntgen (lav LET): Indirekte virkning dominerer. Tunge partikler (høj LET): Direkte virkning dominerer. Forøget chance for double strand breaks på DNA som cellen ikke kan reparere. e - + H 2 O H 2 O - OH - + H De frie radikaler er meget kemisk reaktive og kan skade DNA. O 2 reagerer nemt med DNA radikal hvilket mindsker mulighed for reparation.

Absorberet dosis Ioniseringen forårsaget af vekselvirkningen mellem stråling og stof kan beskrives vha. de fysiske størrelser: afsat energi og absorberet dosis. Afsat energi: Absorberet dosis: [D] = J/kg = Gy (gray) NB: Absolut måling af absorberet dosis er en (ikke triviel) disciplin for sig. Afsat dosis versus dæmpning af røntgen γ Absorberet dosis er ikke det samme som intensiteten af den indkommende stråling.

Helsefysik Deterministiske effekter Dosis (Gy) Helkropsbestråling 0.5 Ingen observerbar effekt Effekt 1 Strålingssyge, men oftest ingen varige men 4.5 LD 50/30 (halvdelen af populationen død inden for 30 dage) 10 Død inden for få uger 100 Død efter 24-48 timer Kurativ strålebehandling: 35-80 Gy inden for et lille område af kroppen! Stokastiske effekter Udvikling af kræft over lang tid. Observerbar i epidemiologiske undersøgelser af en befolkning. Strålings hormesis? Hvilken effekt lave doser har er ikke klart fra epidemiologiske data. Alm. antagelse indenfor strålebeskyttelse. Forsøg er hverken etisk (eller praktisk) muligt; data kommer fra indirekte kilder (atomsprængninger, geologisk variation, ).

Ækvivalent dosis alene defineret for strålings vekselvirkning i mennesket. Biologisk effekt afhænger af strålingstypen og ikke blot absorberet dosis. Strålingsvægtfaktor (w R ) og Ækvivalent dosis (H): [H] = J/kg = Sv (sievert) Effektiv dosis alene defineret for strålings vekselvirkning i mennesket. Forskellige organer giver forskellig endelige skadesvirkning Vævsvægtfaktorer (w T ) og Effektiv dosis (E): [E] = J/kg = Sv (sievert)

Menneskets strålingsmiljø Naturlig strålingsmiljø kosmisk stråling, naturligt forekommende radionukleider Medicinsk bestråling diagnostik, terapi Erhvervsmæssig bestråling Gennemsnitlig årlig effektiv dosis til hver dansker ca. 4 msv. Protection quantities vs Operational quantities Århus Mattsson, Universitetshospital, S., & Söderberg, M. (2013). Dose Århus Quantities Sygehus and Units for Radiation Protection. In Radiation Protection in Nuclear Medicine.

Anbefalinger, love, ICRP (International Commission on Radiological Protection) ICRU (International Commission on Radiological Units and Measurements) UNSCEAR (United Nations Scientific Committee on the effects of Atomic Radiation) NCRP (National Commission on Radiation Procection) [U.S] WHO (World Heatlh Organization) IEC (International Electrotechnical Commission) IAEA (International Atomic Energy Agency) International Basic Safety Standards for Protection against Ionizing Radiation and for the Safety of Radiation Sources (BSS) SIS (Statens Institut for Strålebeskyttelse) et institut i Sundhedsstyrelsen. SIS forvalter bl.a. røntgen- og radioaktivitetsloven og varetager opgaver af faglig og administrativ karakter inden for de områder, hvor der anvendes ioniserende stråling. SIS opretholder en døgnvagt. Døgnvagten retter sig primært mod ulykker og hændelser m.m. i forbindelse med medicinsk, industriel og forskningsmæssig brug radioaktivestoffer og røntgenstråling samt ved transport af radioaktive stoffer. Det danske atomberedskab varetages af Beredskabsstyrelsen Dosisgrænser

Dosisgrænser Hvor meget betyder 1 msv ekstra? Relativ risiko: r 0.05 pr. Sv Risikoen for strålefremkaldt dødelige cancer antages at være ca. 50 tilfælde ved en helkropsdosis (effektiv dosis) på 1 msv til alle i en gruppe på 1 million personer.

alt er relativt ;-) Elementær strålebeskyttelse Tid Afstand Afskærmning Strålingsbeskyttelse er en kompleks disciplin, da et utal af parametre kan indgå (typer af strålekilder, placering (i rum og tid) af kilder, materialer, personer,...).

Afstandskvadratloven Inverse-square law Linac - generelt EPID Fotoner: 6 & 15 MV Elektroner: 6, 8, 10, 12, 15, 18 MeV Feltform: 40x40 cm 2

Strålebeskyttelse Stråling fra en accelerator (strålekilde): 1. Primær stråling fra target (behandlingsfelterne) 2. Spredt stråling (fra patient, vægge) 3. Lækstråling (fra accelerator) Linac: Høj energi fotoner og neutroner

Afskærmningstykkelse En kombination af:? F.eks.: dosisgrænse bag afskærmning: P =1 msv/år (0.3 msv/år diagnostisk anlæg) Faktorer: Workload, Brugsfaktor, Opholdsfaktor, Afstand Transmissionsfaktor B = P / D P = design mål for dosis D = dosis hvis barrieren ikke var der 1 MeV

Bunker til linac til stråleterapi Fotoner skærmes med tykke betonvægge (eller tungere materialer) 1-2 meter beton Neutroner, frembragt fra (γ,n) reaktion, udgør et særligt problem: spredes elastisk og kan nå ud af mazen. Maze Neutroner fra (γ,n) udgør et særligt problem: spredes elastisk og kan nå ud af mazen. Modereres og stoppes med lette materialer; men neutron capture gamma stråling! Neutrondør (bor-holdig polyethylen + bly) www.eldomet.com

Facilitet til protonterapi Acceleratoren er ikke længere i behandlingsrummet (forskellige workloads, forskellige steder i bygningen). Accelerator (cyklotron) Maze Behandlingsrum ca. 4 m beton Høj energi neutroner frembragt når protoner rammer udstyr (degrader) og stoppes i patienten er den væsentligste strålingskilde, der skal beskyttes i mod.... men også: aktivering af luft, aktivering af kølevand, aktivering af udstyr (kort tid), aktivering af beton (dekommisionering) Hvis du vil vide mere Bibliografien i kaptiel 16 i IAEA Radiation oncology physics (2005) har mange henvisninger til forordninger, anbefalinger, i forbindelse med strålebeskyttelse og faciliteter til strålebehandling. Kursus i helsefysik (Risø-R-677, 3. udg. 2001). Basic Clinical Radiobiology, Joiner & Van der Kogel (2009) J-C. Nénot, Radiation accidents over the last 60 years, J. Radiol. Prot. 29 (2009) 301-320. B. Lindell, The history of radiation protection, Radiation Protection Dosimetry 68 (1996) 83-95. J. K. Shultis og R. E. Faw, Radiation shielding technology, Health Phys. 88 (2005) 297-322. Afskærmning af røntgenanlæg, 2009, Statens Institut for Strålebeskyttelse (28. august 2009). IAEA. (2006). Radiation protection in the design of radiotherapy facilities, Safety Reports Series No. 47. Sundhedsstyrelsens bekendtgørelse nr. 48 af 25. januar 1999 om elektronacceleratorer til patientbehandling med energier fra 1 MeV til og med 50 MeV med ændring i bekendtgørelse nr. 753 af 25. juni 2007. Sundhedsstyrelsens bekendtgørelse nr. 765 af 6. oktober 1999 om røntgenterapiapparater til patientbehandling. Sundhedsstyrelsens bekendtgørelse nr. 823 af 31. oktober 1997 om dosisgrænser for ioniserende stråling. IAEA. (1988). Radiological Safety Aspects of the Operation of Proton Accelerators (TRS no. 283). PTCOG. (2010). Shielding Design and Radiation Safety of Charged Particle Therapy Facilities.